一种细化银晶粒的玻璃粉及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种细化银晶粒的玻璃粉及其制备方法和应用，所述玻璃粉包括B2O

A glass powder for refining silver grains and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种细化银晶粒的玻璃粉及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，具体涉及一种细化银晶粒的玻璃粉及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]晶硅太阳能电池银电极浆料金属化采用高温快烧工艺，保证银粉有效烧结致密化以及玻璃与硅之间有足够的蚀刻反应程度。另外，杂质扩散激活能一般小于烧结激活能，因此，短时烧结能够确保硅材料中的杂质没有足够的机会扩散进入硅发射极中。在烧结阶段，银浆中的低熔点玻璃在400
‑
600℃这一烧结区间会首先液化，而几乎同时银粉会发生聚并和烧结；随着银粉的烧结致密化，溶有银的玻璃熔体在毛细管力的作用下迁移至电池表面形成界面玻璃层，大约在600
‑
800℃温度区间蚀刻穿氮化硅减反射膜，并与硅发射极发生蚀刻反应；在冷却过程中，过饱和银从界面玻璃中析出，最终实现与硅发射极的欧姆接触。
[0003]银粉是银电极浆料中的主要导电相，经高温短时粉末冶金烧结过程能够致密化并成为电池栅线电极的主体，而且能够溶于液态玻璃中并以其为媒介迁移至银硅接触界面，有助于降低银硅欧姆电阻。
[0004]玻璃粉是保证银浆能够实现银硅欧姆接触的关键组分，主要起着调节银粉烧结致密化过程行为，蚀刻电池表面SiNx减反膜以及保证银电极与硅基片之间形成良好的机械结合的作用。另外，玻璃相还是银的传输媒介，可以促使电极中的银迁移至银硅界面并形核长大，进而能够保证在低于银硅共熔温度的条件下得到良好的银硅接触。
[0005]银浆对SiNx减反射膜和硅发射极的有效蚀刻反应是栅线银电极与电池形成银硅欧姆接触的首要前提。在烧结过程中，银浆中的玻璃在液化后迁移至电池表面，先后与Si Nx和Si发生氧化还原反应，并在电池硅发射极表面外延生长出一定数量和大小的银晶体，且外延生长的银晶体和栅线银电极之间存在一层准连续的玻璃层，界面玻璃层厚度不均。
[0006]晶硅太阳能电池银电极浆料是电池金属化过程需要的一种关键材料，其性能对电池转换效率有着极大地影响。通常，人们改善效率的方法往往是从提高开路电压或降低欧姆接触着手。欧姆接触的形成与银浆和硅发射极的反应有很大关系，增加银浆和硅发射极的反应活性，在界面处的银晶体会增大增多，半导体基板的硅半导体层与导电性银粉末相接触，损失开压；降低银浆和硅发射极的反应活性，又会导致银晶粒降低，不能形成良好的欧姆接触。
[0007]综上，银浆料的性能能平衡开压和欧姆接触。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：本专利技术旨在平衡开路电压和欧姆接触的问题，提供一种细化银晶粒的玻璃粉及其制备方法和应用，既能增加银浆和硅反射极的反应活性，反应活性增强，界面处银晶体将会增大增多，又能细化银颗粒，从而提高银浆的欧姆接触但又不减小开路电压。
[0009]一种细化银晶粒的玻璃粉,所述玻璃粉的组成及重量百分比含量包括
[0010][0011]作为优化的，所述M为碱金属元素的化合物。
[0012]作为优化的，所述化合物为氧化物、卤化物、硝酸根化合物、亚硝酸根化合物、碳酸根化合物、碳酸氢根化合物、硫酸根化合物和磷酸根化合物中的至少一种。
[0013]作为优化的，所述卤化物为氯化物、氟化物、溴化物和碘化物中的至少一种。
[0014]作为优化的，所述细化银晶粒的玻璃粉的中值粒径1
‑
5微米。
[0015]作为优化的，所述细化银晶粒的玻璃粉的软化温度在400
‑
600
°
C。
[0016]一种细化银晶粒的玻璃粉的制备方法，包括如下步骤：
[0017]步骤1)各原料按比例投入混料机，混合均匀；
[0018]步骤2)将混合均匀的原料分装至刚玉坩锅中，置于马弗炉中，950℃
‑
1100℃熔炼30
‑
120分钟，形成均一的玻璃液；
[0019]步骤3)将高温熔融的玻璃液迅速倒入双滚碾压机中碾成碎玻璃块，使用气流磨将玻璃粉粉碎至1
‑
5μm。
[0020]一种细化银晶粒的玻璃粉在太阳能电池的高温烧结型银浆中应用。
[0021]有益效果：与现有技术相比，本专利技术的具体优势如下：
[0022]1、本专利技术的玻璃粉熔银能力较强，增强了银浆和硅发射极的反应活性，即在界面生长的银晶体增大增多，但由于玻璃粉的软化温度高，在一定程度上抑制了银晶粒的长大，使得银晶粒又小又多，从而提高银浆的欧姆接触但又不损失开路电压。
[0023]2、本专利技术的玻璃粉中硼含量比现有的玻璃粉含量高，提高了玻璃粉对银的作用力，使得玻璃粉既致密，又不会粘度很大。
附图说明
[0024]图1为含有本申请的浆料的银浆和硅反射极的界面处的银晶粒图。
[0025]图2为常规银浆与硅反射极的界面处银晶粒图。
具体实施方式
[0026]为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实
施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护范围。
[0027]一种细化银晶粒的玻璃粉,所述玻璃粉的组成及重量百分比含量包括：
[0028][0029][0030]作为优化的，所述M为碱金属元素的化合物。
[0031]作为优化的，所述化合物为氧化物、卤化物、硝酸根化合物、亚硝酸根化合物、碳酸根化合物、碳酸氢根化合物、硫酸根化合物和磷酸根化合物中的至少一种。
[0032]作为优化的，所述卤化物为氯化物、氟化物、溴化物和碘化物中的至少一种。
[0033]作为优化的，所述细化银晶粒的玻璃粉的中值粒径1
‑
5微米。
[0034]作为优化的，所述细化银晶粒的玻璃粉的软化温度在400
‑
600
°
C。
[0035]B2O3在本申请中作为网络形成体，使玻璃粉的网络结构更致密，但是B2O3的含量过高，玻璃粉的软化温度会增高，粘度增大，耐酸性和耐水性变差，B2O3的含量过低，玻璃对银的作用会降低，本申请的B2O3的重量含量在36
‑
70％之间，既保证了玻璃粉对银的作用力，又保证了玻璃粉的软化温度在400
‑
600℃之间。由于B2O3导致玻璃粉的粘度增大和软化温度增高，因此在玻璃粉中加入Sb2O3降低玻璃的粘度，PbO降低玻璃粉的软化温度。
[0036]ZnO为了降低玻璃粉的热膨胀系数，提高玻璃粉耐酸性和耐水性，但是如果ZnO的含量过高，玻璃会结晶，ZnO的重量百分比在8
‑
11％之间，保证了玻璃粉不会结晶，同时又能提高玻璃粉的耐酸性和耐水性，和B2O3相互作用。
[0037]BaO和CaO为了降低玻璃粉的热膨胀系数，降低玻璃粉高温下的粘度，提高流动性，混合碱的作用，可以提高玻璃的耐酸性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细化银晶粒的玻璃粉,其特征在于，所述玻璃粉的组成及重量百分比含量包括：2.根据权利要求1所述的细化银晶粒的玻璃粉，其特征在于：所述M为碱金属元素的化合物。3.根据权利要求2所述的细化银晶粒的玻璃粉，其特征在于：所述化合物为氧化物、卤化物、硝酸根化合物、亚硝酸根化合物、碳酸根化合物、碳酸氢根化合物、硫酸根化合物和磷酸根化合物中的至少一种。4.根据权利要求3所述的细化银晶粒的玻璃粉，其特征在于：所述卤化物为氯化物、氟化物、溴化物和碘化物中的至少一种。5.根据权利要求1
‑
2所述的细化银晶粒的玻璃粉，其特征在于：所述细化银晶粒的玻璃粉的中值粒径1
‑
5微米。6.根据权利要求1
‑
2所述的细...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨贵忠，郑金华，秦梦飞，
申请(专利权)人：南通艾盛新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：